基于临界状态理论的海相含细粒土砂液化特性试验研究

采用饱和海相含细粒土砂开展固结不排水三轴剪切试验和轴向-扭转耦合循环剪切试验,基于临界状态理论,研究砂土状态参数与其液化特性的关系。研究结果表明:对于海相含细粒土砂,其临界孔隙比和归一化有效平均正应力具有很高的线性相关性;轴向-扭转耦合不排水循环剪切试验结果显示,循环应力比CRR相同时,状态参数ψ越大,液化振次N_(L)越小,根据研究结果提出砂土液化振次N_(L)的计算公式,N_(L)与ψ很好的满足指数函数关系。

水泥/粉煤灰碱改性对废弃粉质土砂配制盾构壁后注浆性能的影响

盾构废弃粉质土砂矿物组成复杂、泥质含量高,易引起水化反应不彻底及团聚现象,导致浆液性能的劣化,然而,使用废弃粉质土砂配制壁后注浆浆液,替换商品砂比例只能在30%~40%才能满足现场及通用指标要求。依托实际工程现场开展高掺量废弃粉质土砂部分替换商品砂(60%)配制壁后注浆实验,分析水泥及粉煤灰碱改性策略对高掺量废弃粉质土砂壁后注浆浆液性能影响规律。结果表明,当改性水泥替换比例不超过50%时,对粉质土砂壁后注浆具有积极的影响,可以在缩短凝结时间和降低泌水率的同时,使流动度与抗压强度依然符合通用指标;改性粉煤灰相较于改性水泥对浆液的影响比较小,但在小幅降低浆液抗压强度的同时,仍可以有效缩短浆液的凝结时间和泌水率。分析原因在于,水泥进行碱性改性,加速了水泥的水化反应,进而可以缩短浆液的凝结时间且对于用水量也会有所影响,进而也会影响浆液的流动度以及稠度;而粉煤灰减改性则破坏了粉煤灰中莫来石和石英原本有序的玻璃相结构,虽然后期产生的C-A-S-H(水化硅铝酸钙)对力学性能有一定的影响,但由于粉煤灰转化为沸石样物质的原因,仍然可以优化浆液的凝结过程及用水量。

倾角对土砂互层地层围岩稳定性的影响浅析

伴随城市规划及建设的持续推进,隧道工程总体建设规模不断扩大,所处建设环境也更具复杂性,尤其是在面对土砂互层地层围岩时,更是增加了建设实施难度。那么,为了能够确保高效顺利地完成隧道工程总体建设活动,确保土砂互层地层围岩总体更具稳定性,就务必要了解围岩倾角对此种围岩自身稳定性所产生的影响,故本文主要探讨倾角对于土砂互层地层围岩总体稳定性所产生影响情况,仅供业内相关人士参考。

土砂互层隧道塌方及演变规律的模型试验研究

塌方作为软弱地层隧道施工建设的一个重大安全风险,在层状地层隧道建设中尤其值得格外关注。隧道塌方的预防和管控得益于其表现及演变规律的全面掌控。以第四系土砂互层地层隧道为研究对象,通过相似模型试验并结合数字图像处理技术,首次研究得出土砂互层地层隧道塌方特征及演变规律。结果表明:(1)围岩破坏非瞬间破坏、而呈渐进性破坏,破坏始于拱脚处围岩裂隙发育并向上扩展、拱脚处围岩产生局部掉块,接着拱顶上方围岩小范围塌落,裂隙扩展和失稳塌落循序渐进,拱顶上方围岩大范围塌落,最终使得拱顶上方围岩不断离层破坏。(2)土砂互层地层隧道拱顶上方围岩破坏表现为"层内围岩剪切破坏,层间围岩离层弯曲破坏"的塌方特征,互层特性对塌方影响显著,跨厚比越大、砂土比越大,塌方破坏越显著。(3)塌方对拱顶上方围岩沉降主要影响范围为1倍隧道跨度,隧道施工建设中应加强上述范围内围岩加固。所得结果能够为土砂互层地层隧道施工建设过程中的塌方防控提供借鉴。

快速评价铸造用湿型粘土砂质量的新方法及装置

介绍快速评价铸造用湿型粘土砂质量的新方法及装置，新方法以型砂有效粘土的质量分数、水的和紧湿率为主要评价指标，采用双电源二次激励法快速测定湿型砂交、直流电导率，通过数学模型求得有效粘土的质量分数及水的质量分数。以上述新方法为基础研制的新装置以８０９８单片机为核心器件，配备制样机构可在线完成自动取样、测试及结果输出。

倾角对土砂互层地层围岩稳定性的影响探究

研究目的:全风化红砂岩和砂质黄土互层地层在我国有较广泛的分布,其敏感脆弱的工程地质特性严重影响隧道工程建设。本文以蒙华铁路阳城隧道为依托工程进行拓展性研究,采用室内试验、数值模拟、现场监测等多种方式深入探讨岩层倾角对土砂互层地层隧道围岩稳定性的影响。研究结论:(1)随着岩层倾角增大,拱顶及左、右拱腰位移呈现互异的变化规律,且具有不同的变形机理;对于拱顶而言,45°为破坏模式转换临界,位移取得最小值43.7 mm;根据左、右拱腰变形差异性,分为非对称变形缓慢发展区、非对称变形快速发展区、非对称变形稳定区、非对称变形弱化区和非对称变形二次发展区五个阶段;(2)拱顶及左、右拱肩处支护结构在不同地层倾角下均有较大主应力,且波动幅度较大,左、右拱肩处应力差值的变化对隧道结构会产生不同程度的影响,当倾角为60°时,两处主应力差值取得最大值1.01 MPa;(3)随着岩层倾角变化,张拉塑性区和剪切塑性区存在不同的分布规律,实际工程中应做好相应抑变措施;(4)本研究结论可为不同岩层倾角产状下的土砂互层地区的隧道设计和施工提供借鉴。

阳城隧道土砂分界地层隧道围岩变形特征及控制工法研究

为解决采用三台阶法施工的土砂分界地层隧道围岩变形控制难题,以浩吉铁路阳城隧道为依托,采用室内试验、数值模拟和理论分析等方法对不同隧道埋深及土砂分界位置(土砂比,即土层厚度与砂层厚度之比)下的隧道围岩变形规律进行研究,并提出围岩变形控制工法的选取原则。研究结果表明:1)不同隧道埋深及土砂比情况下的围岩变形曲线可分为变形预发展阶段、变形快速发展阶段、变形缓慢发展阶段和变形稳定阶段4个阶段,且均可采用Boltzmann函数进行良好拟合;2)当土砂比由0∶1增至1∶0时,隧道拱顶沉降、边墙水平收敛和仰拱隆起对土砂分界面的位置变化具有不同的响应规律;3)提出适用于采用三台阶法施工的土砂分界地层隧道围岩变形控制工法选取原则,并通过计算证明,该原则可有效指导围岩变形的控制。

蒙华铁路阳城隧道土砂分界地层分界面位置对围岩稳定性影响探究

为了解决隧道穿越土砂分界地层的围岩稳定性问题,以蒙华铁路阳城隧道为研究对象,采用现场试验、室内试验及数值试验等研究方法对土砂分界地层围岩稳定性进行探究,重点探讨地层种类及其厚度变化对围岩变形、塑性区扩展及支护结构受力的影响。结果表明:1)相对单一地层,土砂分界地层会影响洞周应力分布,分界面处围岩容易先出现塑性区,且土砂分界地层围岩变形性质与软弱的全砂岩地层更为接近; 2)在土砂分界地层分界面处会产生较大的水平收敛,易出现拉应力; 3)土砂分界地层中,随着砂层所占比例的增大,拱顶沉降和洞周收敛不断增大,且分界面所在台阶处支护结构的应力发展会提前达到更高的峰值; 4)当分界面出现在上台阶时,围岩会产生极大的塑性变形,支护结构承受相对较大的应力,是土砂分界地层中最不利的分界情形。

土砂互层中浅埋隧道破裂角及破坏试验研究

土砂互层围岩中浅埋隧道破裂角及破坏的模型试验，分析了其力学特性，与理论公式进行了比较．

平面应变试验与常规三轴试验条件下含细粒土砂力学特性比较研究

为获得某堤坝地基下含细粒土砂的力学特性,进行了平面应变试验,并与常规三轴得到的结果进行了对比,结果显示:对于同样围压平面应变试验的偏差应力及广义剪应力大于常规三轴压缩试验,说明平面应变状态下含细粒土砂的强度较高;在相同的大主应变下,平面应变试验的广义剪应变最大值远大于常规三轴试验;同时,也可以看出平面应变试验下,小主应变反映的侧向膨胀更大,而体积应变远小于常规三轴试验。由此说明,应力状态对含细粒土砂的力学特性有重要的影响,应依据工程中实际的受力状态选择相应的试验方法来确定其力学特性。

土砂互层隧道大变形控制技术研究——以浩吉铁路阳城隧道为例

针对土砂互层隧道易出现大变形问题,以浩吉铁路阳城隧道为例,通过分析大变形原因、围岩预加固和逐榀换拱等方面,对大变形控制技术进行研究,最后以现场监测结果对大变形段的施工效果进行评价。研究结果表明:1)土砂互层地层围岩性质差,围岩强度不均导致应力集中、偏压以及施工针对性不足等是隧道大变形发生的主要原因。2)围岩压力和格栅钢架应力总体表现为前期波动变化、后期逐步趋于稳定的变化趋势,而喷射混凝土则表现为明显的迅速增长、增长放缓和逐渐稳定3个阶段。围岩压力和支护结构受力变化范围均处于安全状态。3)大变形段支护结构的材料性能未被充分利用。喷射混凝土的最大压应力为1523k Pa,为混凝土极限强度的6.3%;格栅钢架最大压应力值为24553 k Pa,是其极限强度的6.1%。4)对大变形段进行整治后的围岩压力为0~85 k Pa,喷射混凝土应力为-2400~420 k Pa,钢架应力为-33000~1600 k Pa,表明隧道结构处于稳定状态且具有较大的安全储备。隧道现场试验结果表明,本文提出的大变形控制技术对整治土砂互层隧道的大变形问题具有较大的可行性。

淤积土砂现场与混凝土拌合配比对强度的影响

本研究依日本现场处理工法(ISM)的概念,利用重量比法调配水泥与淤积土砂的拌合配比,探讨我国东南沿海地区细粒料比例(S/A)、水泥比例(C/A)等对拌合体强度的影响。试验得知就水泥比例(C/A)而言,拌合体强度与配比水泥用量有高度的相关性;就细粒料比例(S/A)而言,在水泥用量配比1∶6及1∶9时拌合体强度与细粒料比例(S/A)的线性相关性颇高,但随着水泥用量的减少其相关性也随之下降;考虑工程使用的便利性,由水泥比例(C/A)、细粒料比例(S/A)、粗骨材比重及粗骨材磨损率比对归纳拌合体强度公式的相关性颇高,可作为我国东南沿海地区现场拌合配比的调配基准。

粘土增强剂对黄壤土砂工艺性能的影响

研究了在两种不同混砂工艺条件下,不同含量的粘土增强剂对黄壤土天然粘土砂工艺性能的影响。结果表明,混砂工艺不同,对含有粘土增强剂的黄壤土砂达到最佳湿压强度时间有影响,但对黄壤土砂达到的强度最佳值的影响基本相同。随着粘土增强剂含量的增加,黄壤土天然粘土砂的强度也随之增大;但当增强剂含量达到一定量时,强度不再增加;粘土增强剂对黄壤土砂干强度的影响也是如此。混砂工艺不同,对黄壤土砂的紧实率、透气性、紧实度及发气量没有影响。随着粘土增强剂含量的增加,黄壤土砂的紧实率、透气性均下降;黄壤土砂标准试样质量增加,增加到一定量后质量趋于稳定;粘土增强剂对黄壤土砂的发气性的影响不显著。

花东纵谷北中段冲积扇与土砂灾害

该文探讨台湾花东纵谷中、北两段冲积扇发育情况及其与土地利用和水土灾害之关系。论文以冲积扇之地理位置、地形成因和发育阶段等特性为基础进行分类 ,有效地呈显研究区之地形作用、地壳运动特性 ,并藉此分类以掌握人类活动强度与灾害类型 ,有助于山区土地资源利用规划与灾害防治。此外 ,从纵谷中、北两段冲积扇发育阶段明显之不同 ,推论台湾东部地壳有绕曲现象。

水泥稳定土土砂配合比的探讨

介绍土砂混合料的干密度与土砂配合比的关系曲线及其现实意义。

深厚土砂层斜井快速掘进施工工艺及组织

针对柳巷煤矿深厚土砂层斜井的快速掘进，介绍了斜井各层段的施工工艺流程以及支护方式，运用科学的劳动组织优化方法对斜井掘进施工期间的施工工艺及劳动组织进行了优化。综合效益分析表明，优化以后，掘进速度大幅度提高，缓解了开拓紧张的局面，为煤矿高产高效生产提供了保障。

关于含细粒土砂筑堤的土工布反滤和淤堵试验

通过试验研究含细粒土砂堤用土工布的反滤和淤堵情况,并确定该种土堤宜选用的土工布规格。

软土砂层超深地下连续墙成槽施工技术探讨

某项目地下连续墙成槽深度深、垂直度要求高,且成槽深度范围软土砂层深厚、含承压水,成槽施工难度大。通过合理的设备选型、导墙结构及布置、施工平台布置、泥浆制备及使用、测斜装置监测及液压纠偏、铣削速度控制、Ⅱ序槽施工时间控制、接头板导向定位等技术措施,确保了地下连续墙成槽顺利施工,保证了施工质量,可为类似项目施工提供借鉴。

华北棕壤土掺砂比对渗滤系统净化污水性能的影响

土壤渗滤系统对农村生活污水治理具有重要意义,然而系统易堵塞与复氧效果差等特征限制了该技术应用。为提高系统渗透性与氨氮去除率,本次研究向本地棕壤土中掺入不同比例的矿物颗粒来改变孔隙率,分析了其在不同水力负荷下的污染物去除效果,并基于高通量测序与PICRUSt2功能预测揭示微生物群落响应机制。结果表明,在0.1 m^(3)·m^(-2)·d^(-1)的水力负荷下,完全取代土壤的沸石体系NH4+-N去除率为91.1%,自然富集了unclassified_f_Enterobacteriaceae、Arthrobacter、Bacillus等菌属,依靠同步硝化-好氧反硝化实现了最高的氮去除率,但磷酸盐去除率仅14%。土壤占比30%时,NH4+-N去除率为93.4%,与硝化作用相关的功能基因丰度最高,磷酸盐去除率增加到25%,是构建硝化模块的科学配比。土壤占比50%及以上时,硝化功能基因丰度降低,缺氧环境增强,是适宜构建反硝化模块的配比,但由于土壤本底微生物功能以氮固定和有机物同化利用为主(Actinobacteria、Acidobacteria和Chloroflexi),进水中有机物较难被用于反硝化。本研究为提升棕壤区土壤渗滤系统氮的净化效率、生物多样性与稳定性提供科学依据,为日后组建和优化模块化渗滤系统提供理论支撑。

土砂灾害敏感区位考量之山坡地发展规划评估研究

台湾地区近年来交通建设发展大幅缩短城乡之间的距离,复因经济产业发展、人口密度提高、周休二日、岛屿型土地资源先天限制等因素,土地价格成本较低之非都市土地开发乃成为必然之趋势。其中,山坡地因开发导致环境劣化问题,使山坡地中部分具有缓冲天然土砂灾害之区位功能逐渐丧失。以大安溪上游双崎部落为例,分析区内影响土砂灾害之环境敏感区位,透过G IS图层套叠及差异分析,建立环境开发规划合理性评估模式,进而对照检讨现行山坡地开发管理法令、保育利用法规、相关土地使用及管制计划、开发许可审议机制等。研究分析发现,相关法令及管制配套因修订迟缓,导致部分既存开发区位空间结构不合理,亟须调整;其次,早期坡地土地开发利用零散,未考量景观生态、水土保持、生态等因素,致使景观不协调、水土灾害不断、生态自净自愈功能降低;同时,分析结果亦发现,因整体资源利用之区域土地使用计划订定不周详、山坡地土地开发利用规划评估机制与架构未确实建立,导致部分资源保育管制法规,所划设之区位有过度粗放、条件简化、或虽有划设却无因应保育复育作为、甚至错置情形,将可能导致环境生态之浩劫。最后本研究并建议,山坡地农村聚落发展应考量山坡地水土保持安全与景观资源、自然生态间之合理保育利用,建立以单元集水区中土砂环境特性考量之山坡地农村聚落规划发展评估模式。